介绍了激光射线在吸收介质中的衰减模型，通过射线功率、透镜表面温度分布、热力学性质、沉积功率、透镜折射率变化等仿真计算，分析了半导体加工过程中由光学元件吸热导致的透镜聚焦径向位置变化，通过仿真计算得出输出功率为20 W的紫外激光精细加工设备的径向聚焦位置偏移为14 μm，并且通过激光加工实验、激光共聚焦显微镜观测、台阶仪测量等方式验证了仿真分析结果，对激光加工在半导体行业中容易忽视的问题进行了比较全面的分析论证。

为了满足不同材料、不同厚度板材加工的需求,设计了一种光斑大小和焦点位置可变的激光切割光学系统,该变斑变焦激光切割光学系统由复合准直镜组、变焦镜组、补偿镜组和聚焦镜组组成;采用在普通光学聚焦系统的准直镜组与聚焦镜组中间放置可调倍率扩束系统,再将准直镜组和可调倍率扩束系统合并成一个复合准直镜组的方案,简化了系统设计;建立了四镜组可变斑变焦光学系统的物理模型,推导了各镜组之间的移动规律,并利用MATLAB软件进行理论验证;在现有切割光学系统的基础上,设计一种变斑变焦激光切割光学系统,并利用软件优化像差。结果表明:通过移动变焦镜组和补偿镜组,得到了放大倍率为1.000~3.750、焦点上下可调范围为-20~+10 mm的焦斑,实现了焦斑大小和焦点位置的精准可调。

实验通过二极管记录透射光信号随脉冲个数变化关系以及观测样品烧蚀形貌来研究不同实验条件对激光烧蚀的影响。使用的样品是厚度为50 μm铝箔。实验中通过研究不同变量:激光焦点与样品的相对位置、激光的能量、背景气体压强以及脉冲形状对烧蚀加工过程和结果的影响，从而获得较好烧蚀效果的条件，达到控制烧蚀加工过程的目的。特别是通过使用不同形状的脉冲和具有一定规律的脉冲序列对样品进行烧蚀，发现某些形状的整形脉冲烧蚀结果明显优于变换极限脉冲。说明脉冲整形作为一种新的技术可以在激光精细钻孔领域得到更深入的研究和应用。

用上海团结普瑞玛激光设备公司的SLC-X1225-H型激光焊接机, 配置数控送丝系统对厚为2～6 mm 的30CrMoSiA钢作了激光填丝拼焊的焊接试验。研究了激光功率、材料厚度、焦点位置、喷嘴高度、送丝速度、保护气体等参数对焊接速度、熔透率和焊接质量的影响。

实验研究了连续波Nd:YAG激光焊接线能量和激光焦点位置对HE130合金焊缝成形质量的影响。通过试验确定了不同板厚HE130合金激光焊接时的有效线能量，并量化了有效线能量与熔深及深宽比的关系，得到了HE130合金激光焊接的有效线能量曲线和激光功率与焊接速度在不同板厚范围内的匹配曲线。为获得最佳的焊缝成形(焊缝深宽比及焊缝背面成形)，通过试验确定了不同板厚HE130合金激光焊接时的最佳激光焦点位置，并量化了它与板厚的关系，即最佳激光焦点位置曲线。